10kV干式變壓器常見故障處置分析

楊錫輝

摘 要：在我國輸電網現行組織構建模式下，10kV干式變壓器占比逐年增大。隨之出現的是其故障時有發生，當變電組織出現運行故障時對區域內供電形成嚴重威脅與隱患。如何從常見的故障入手，在進一步分析的基礎上給出快速的處置方案與預防成為了現階段的研究熱點。在此基礎上，本文重點對其可能產生的常見故障進行分析并結合實際維護經驗給出可行的處置策略。

關鍵詞：10kV；干式變壓器；常見故障；處置策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.025

變壓系統是保障正常供電的基礎，是形成民生保障體系的重要一環。從現階段的生產實踐來看，我國供電網絡由于城市化聚集效應的不斷顯現，10kV干式變壓器的使用比例逐年增加，現階段其已經達到30%左右。而干式變壓器的運行穩定直接決定了供電的穩定性。與之相對的是近年來由于變壓系統故障而導致的停電事件時有發生。在此基礎上本文以變壓器為根本研究對象，以運行過程中常見的故障與問題為研究目標，以問題產生的原因為研究手段，切實開展分析，旨在為后續的相關問題處置與預防提供必要的理論基礎與實踐指導。

1 常見故障及處置分析

按照問題產生的位點及其原因進行分類，10kV干式變壓器常見故障及其原因主要分為如下幾種：

1.1 變壓器火災故障

變壓器局部發生火災是常見故障中較為常見的一種，同時也是產生危害最為嚴重的一種。其主要現象是變壓器冒黑煙或者產生明火。形成此種現象的根本原因是絕緣層老化而引發的內部跳電進而引發火災。在老化成因分析方面其大致可以分為三個方面：一方面是自然老化，絕緣層的一般使用年限為20年左右，在部分工況條件較為惡劣下，該壽命甚至在10年左右，隨著時間年限的延長絕緣老化的現象必然發生；其次是電氣老化，絕緣層長期處于電場作用下，尤其是在部分老舊變壓器中存在的局部放電狀況均會加速其內部的物理與化學反應速錄，加速了樹脂固化。與此同時，填充樹脂絕緣系數相較于空氣較大，在空氣強介質電系數的作用下形成局部放電，并形成老化；還有就是熱老化，在變壓器運行的過程中，電損耗以電熱的方式向外擴散，而作為絕緣材料的橡膠熱敏感程度相對較差，并于溫度有著顯著的互動關系，研究表明每6℃溫度的提升會降低其使用壽命一半左右。

處置：上述問題均屬于設計范疇內的常態化問題，很難在工藝層面上予以規避。故而僅能夠從維護層面上予以避免。

1.2 母線橋架震動噪音故障

主要現象：母線并入過程中存在較大的電流，電流與磁場產生互動會形成一定程度的震動，此種震動會形成運行噪音。

原因：在實際的現場判斷過程中可以采用降低或者調高系統負荷的方式來予以認證，此類震動噪聲會隨著負載變化而變化。

處置：在處置的過程中需要進行斷電操作，采用調節吊桿螺絲松緊度、加強橋架蓋板固定度、出線軟連接等方式進行現場處置。

1.3 變壓器線圈自身共振噪音故障

主要現象：變壓器線圈與鐵芯產生共振噪聲。

原因：變壓器線圈內部電流形成顯著的電場，電場內部形成排斥動力場力，故而產生其之間或與線圈之間產生共振。

此種共振噪聲在現場檢測的過程中可以通過兩種方式來進行判斷。一種是此種原因產生的噪聲類型偏大，且音頻相對低沉。另一種是此種震動噪聲在正常復合式呈現出階段性噪音，并沒有固定的規律。

處置：當上述現象存在時現場有兩種處置方式，一種是通過墊塊壓緊的方式對線圈進行固定。如果依舊沒有效果后則可以將低壓線圈進行平移。平移后雙方場強進行重新分布，能夠有效的規避震動的產生。

1.4 負荷噪音故障

主要現象：變壓器在正常運行的過程中產生較大的額外噪音，噪音其中存在顯著的雜音，且呈現出不規則分布的狀態。

原因：變壓器在進行實際工作的過程中會由于電流與磁場之間的互動形成物理震動。此種震動當電壓波形存在波動或者畸變時則會形成類似諧振等現象故而產生雜音。

處置：針對上述因素所產生的雜音一般與變壓器缺相類似，故而在現場需要進行判斷。一般情況下，對無規律的雜音堅挺以及階段性的噪聲急劇變大能夠成為其判斷依據之一。在實際的處置中則可以增加整流設備來消除系統內的諧振現象，也可以通過外部降噪的方式來對其影響進行去除。

2 降低故障率目標的下的維養建議

通過上文的分析我們可以清晰的看到，干式變壓器常見故障的宏觀表現往往是其運行噪音。故而，通過對其運行狀態的噪音監聽能夠形成有效的預判機制，并在配合正常維養的基礎上產生較好的養護效果。

針對上述的基礎性原則，本文認為以降低故障率為根本目標，我們可以采用如下幾種方式來進行維養體系的構建：

第一，形成規范化管理模式。采用定期、定線路、不定期三種維養模式形成綜合變電器維護體系。通過此種模式能夠形成對10kV干式變壓器運行情況與可能存在故障的早發現與早處置。尤其是在絕緣層老化、噪聲、穩流等方面做出貢獻，避免變壓器故障帶來更大的安全隱患。

第二，引入遠程巡查機制及技術。絕大部分變電器故障及其前期表現均是運行噪聲的增加與異常，這就使得遠程監控的相關實現條件較為成熟。在實際的建設與運行過程中利用無線電傳輸技術或者智能訊號傳輸體系對聲波內容進行實時監控與傳輸能夠達到有效的遠程維養與判斷的基本效果。在此技術的應用基礎上，同時還能夠根據聲波波形特征等依據形成自動檢測范式，并根據檢測結果向實際工作人員提供參考意見。通過此種模式能夠形成一定的遠程巡查體系，為后續深入建設智能化電網提供必要基礎。

第三，建立責任追查制度。除了上述兩點建議之外，在巡查工作機制建設完畢后，相應的崗位職責與責任體系要隨之進行升級。基于遠程巡查的崗位設定，按照管理崗位、巡查崗位、技術崗位以及現場處置崗位等不同環節確定不同環節中的具體職責與懲處措施。在系統化執行的過程中形成多部門、多崗位之間的工作合力，極大的提升工作效能。

3 總結

10kV干式變壓器在我國供電網中占據著越來越重的比例，在此基礎上本文對其常見故障的現象、原因及其處置進行系統性分析，并結合自身的實際經驗以及技術的未來可能發展方向從降低故障率角度提出了若干建議。希望通過本文的研究能夠為今后的電力維護工作提供相關經驗。

參考文獻：

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